Ферритовый магнитомодуляционный датчик

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i!! 57655O

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлепо 01.03.76 (21) 2328288 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.77. Бюллетень ¹ 38 (45) Дата опубликования описания 1-!.10.77 (51) М. Кл.з G 01Р, 33/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.44 (088.8) (72) Авторы т!зобретсппя

Э. А. Мельников, Г. Б. Волобуев, В. И. Заец, Б. П. Саламахин и А. И. Анашкин

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель

=м т1ет Я pj ° у (54) ФЕРРИТОВЫЙ МАГН ИТОМОДУЛЯЦИО ННЫЙ ДАТЧИК

Изобретение относится к области магнитометрии, предназначено для преобразования слабых переменных и постоянных магнитных полей в электрический сигнал и может использоваться в геофизике, геологии и других 5 областях науки и техники, где требуется регистрация и измерение слабых магнитных полей.

Известен магнитомодуляционный датчик, содержащий ферритовое кольцо с прямоуголь- 10 ными сквозными прорезями и обмоткой возбуждения, а также магнитосвязанные через кольцо ферритовые стержни с измерительными обмотками, выполненные в виде полуколец (1). 15

Однако этот датчик обладает недостаточной помехозащищенностью и значительным собственным излучением.

Известен также ферритовый магнитомодуляционный датчик, содержащий перемагничи- 20 вающий элемент в виде замкнутого кольцевого ферритового сердечника, и приемные катушки, а также ферритовые стержни, магнитосвязанные через замкнутый кольцевой ферритовый сердечник так, что их продольная ось параллельна его плоскости, а приемные катушки расположены на самих стер>киях вне зоны перемагничивания (2).

Однако этот датчик также ооладает недостаточной трансляционной помехозащищенно- 30 стью, т. е., если в эфире существует электромагнитный сигнал, частота которого равна частоте магнитной модуляции, то он беспрепятственно пройдат через все тракты присмногo устройства, поскольку а эту частоту настроены преобразующие контура датчика и входные Llclili рсгпстрнру1ощего устройства.

Кроме того, этот дгтчпк обладает значительным собственным излучсш!см, которое вызвано тем, что модулированный мапштный поток в магнитном поле сигнала Ilc существует, а модуляциîllíLIII поток ооразустся пспосредствспно в:,!Одуляторс. Этот псрсмснный поток, проходя чсрез концентраторы и наводя в прсобразующ; х i"2òóiLlêах ЭДС, далее замыкается череЗ 01<рА жа!01цес датчпl пространство. ЭтОт поток имеет достаточ;1о высокую интенсивность и г, ряде случаев создаст значительные помехи распо".îæåííîé вблизи датчика электронной аппаратуре.

Цель пзобрстс11пя — повышение трансляционной помехозащ!ш;с1шостп и снпжеш!с уровня собственного магнитного пзлучс;шя.

Это достигается тем, что фсррптовый маг-!!итомодуляпи01 выl! дат !1! Ii. содс!. iii2L;i il1l л!2Г нитный модулятор с обмоткой возбу кдсш!я, ДВ2 СООСПЫХ З12ГП:.! 11ЫХ CTC, . 1F! ILO-IIIC I!TP2ТОР 2, М 2 Г il i l 1 ОСВ!1 3 211;-11 1С 31 .ЖДX СО 00 ii I С Р Сз i!i! 2 Гнитный модулятор, и выхо 1ные обмотки. снабжен непсрсм21нп шва 1ощпмпся магнитными пе576550 ремычками, магнитно связывающими между собой стержни-концентраторы, переменными конденсаторами, переменными резисторами и заграхкдающими обмотками, размещенными на стержнях-концентраторах, при этом одна половина заграждающих обмоток замкнута па переменные конденсаторы, а другая — на перемеппыс резисторы, а выходные обмотки намотаны па псперсмагппчивающиеся магнитные перемычки.

На чертеже представлена функциональная схема ферритового мап|итомодуляционного датчика.

Датчик содержит магнитный модулятор 1 с обмоткой возбуждения 2, два соосных магнитных стержня-концентратора 3 и 4, магнитосвязанные между собой через магнитный модулятор 1. Стержни-концентраторы 3 и 4 связаны между собой магнитно-неперемагпичивающимися магнитными перемычками 5 и 6 (перемычек в датчике может быть и больше), на которых намотаны выходные обмотки 7 и 8 с параллельно включенными конденсаторами 9 и 10, соответственно, при этом обмотки 7 п 8 и конденсаторы 9 и 10 образуют рсзонанспые контуры, рсзопапспая частота которых совпадает с частотой мапштпой модуляции. На пспсрсмапшчивающихся стержнях-концентраторах 3 и 4 размещены заграждающие обмотки

11, 12, 13 и 14, причем заграждающис обмотки

11 и 13 замкнуты соответственно па персмсппыс рсзисторы 15 и 16, а заграждающис обмотки 12 и 14 — па перемеппые конденсаторы

17 и 18.

Работа датчика заключается в следующем.

Измеряемо с магнитное поле модулируется высокой частотой возбуждения магнитного модулятора 1, благодаря действию которого образуется высокочастотное магнитное поле, магнитодвижущая сила которого сосредоточена в магнитном модуляторе 1.

Высокочастотный модулированный поток сигнала замыкается через перемычки 5 и 6, на которых намотаны выходные обмотки 7 и 8 датчика и наводит в них ЭДС сигнала. В данном случае магнитопровод для высокочастотного магнитного поля замкнут, что позволяет значительно увеличить эффективность преобразования и уменьшить поток рассеяния вокруг датчика, поскольку модулированный поток замыкается в магнитопроводе с малым магнитным сопротивлением.

Для подавления потока, проходящего в стержни-концентраторы 3 и 4, на них размещены заграждающие обмотки 11, 12, 13» 14.

На низких частотах в контурах, образованных обмотками 12 и 14 и конденсаторами 17 и 18, преобладающим является емкостнос сопротивление и ток, наводимый потоком сигнала весьма мал, т. е. II;1 частотах сигнала обмотки 14 п 12 препятствия для потока сигнала не создают.

II3 частотах сигнала в контурах, образован5

00 пых обмотками 11 и 13 и резисторами 15 и 16„ преобладает активное сопротивление и противоток, создаваемый обмотками 11 и 13, по правилу Ленца, сдвинут на 90 относительно создающего его потока сигнала, т. е. препятствия потоку сигнала также не создает.

На частоте магнитной модуляции, которая па два — три порядка превышает частоту преобразуемого сигнала в контурах, образованных обмотками 11, 12, 13, 14, резисторами 15, 16 и конденсаторами 17 и 18, сопротивление практически полностью индуктивное и поток, вызываемый протеканием тока в этих контурах, по правилу Ленца, противофазен вызываемому ток потоку. Это приводит к эффективному подавлению потоков высокой частоты в стержнях-концентраторах 3 и 4. Использование комбинаций контуров с конденсаторами и резисторами позволяет сформировать необходимую частотную характеристику подавления с резким подъемом в заданной области частот.

Эти контура играют двоякую роль. С одной стороны, они препятствуют прохождению модулированного поля в стерж|ш-концентраторы

3 и 4, способствуя дальнейшему уменьшению поля рассеяния, а> следовательно, и поля излу чения датчика, С другой стороны, они препятствуют прохождению в стержни-концентраторы 3 и 4 внешнего магнитного поля, если частота его близка к частоте магнитной модуляции, повышая тем самым трансляционную помехозащищенность датчика, Систему перемычек 5 и 6 и модулятора 1 помещают в разрезанный проводящий экран и поле трансляционной помехи в обмотках 11, 12, 13 и 14 нс наводит ЭДС.

Формула изобретения

Ферритовый магнитомодуляционный датчик, содержащий магнитный модулятор с обмоткой возбуждения, два соосных магнитных стержня-концентратора, магнитосвязанные между собой через магнитный модулятор, и выходные обмотки, о тлич а ю щий с я тем, что, с целью повышения трансляционной помехозащищенности и снижения уровня собственного излучения, он снабжен неперемагничивающимися магнитными перемычками, магнитно связывающими между собой стержни-концентраторы, переменными конденсаторами, переменными резисторами и заграждающими об. мотками, размещенными на стержнях-концентраторах, при этом одна половина заграждающих обмоток замкнута на переменные конденсаторы, другая — на псременные резисторы, а выходные обмотки намотаны на неперемагппчивающиеся магнитные перемычки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Лвторское свидетельство СССР K 468201, кл. G 01R 33/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР МО368560, кл. G 01R 33/00, 1972.

Сост а вптсль С. Луки иск ая

Редактор Н. Каменская Техрсд А. Камышникова

Корректор Л. Денискина

Заказ 2290/15 Изд. М 512 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Г1одписное